C++ 多執行緒框架 （2）：Mutex 互斥與 Sem 訊號量

互斥和信號量是多執行緒程式設計的兩個基礎，其原理就不詳細說了，大家去看看作業系統的書或網路上查查吧。

對於互斥的實現，無論什麼作業系統都離不開三個步驟

初始化互斥鎖

鎖操作

解鎖操作

對於不同的系統只是實現的函數有一些不同而已，但是功能其實都大同小異，在鎖操作和解鎖操作的時候大部分系統都有超時機制在裡面，來保證不會一直鎖在某個地方，我們為了框架簡單，沒有設置超時，進行鎖操作的時候如果得不到鎖，將一直等待在那裡。

Mutex的基類我們描述如下

class CMutex  
{  
    public:  
        CMutex(const char *pName = NULL);  //初始化锁  
        ~CMutex();  
        virtual bool Lock()=0;       //锁操作，纯虚函数  
        virtual bool UnLock()=0;  //解锁操作，纯虚函数  
        const char * getName(void) const {  
                return mutex_name;  
            }  
    protected:  
        char       *mutex_name;  //锁名字  
};

對於每個系統的實現，都需要完成初始化，鎖操作，解鎖操作三個部分，在linux下，這三個操作都很簡單，就不在這裡貼程式碼了。

同樣，對於信號量Sem，每個系統的實現也大同小異，無非就是

初始化信號量

發送信號量（信號量+1）

接收信號量（信號量-1）

Sem基類描述如下

class CCountingSem  
{  
    public:  
        typedef enum {  
                 kTimeout,  
             kForever  
            }Mode;                      
        CCountingSem();     //初始化信号量  
        ~CCountingSem();  
         virtual bool Get() = 0;  //接收信号量  
             virtual bool  Post(void) = 0;   //发送信号量 
 };

同樣，具體實作就不貼程式碼了。

當然，對於一個滿足設計模式的系統，新建互斥鎖和信號量的時候當然不能直接new這些類啦，必然還要通過簡單工程來返回，在COperatingSystemFactory類中添加newMutex和newCountingSem方法，透過COperatingSystemFactory對作業系統的判斷來傳回對應的實體。

class COperatingSystemFactory  
{  
    public:  
        static COperatingSystem *newOperatingSystem();  
        static CCountingSem  *newCountingSem(unsigned int init=0); //参数是信号量的初始值，一般为0  
        static CMutex   *newMutex(const char *pName=NULL); 
 };

好了，有了互斥和信號量，怎麼用呢，在main函數中，我們可以先申請好互斥鎖和信號量，如果我們啟了很多線程，如果某幾個之間需要互斥鎖，那我們將申請好的互斥鎖賦值給對應的線程，就可以直接使用了。至於各個線程類，是你自己寫的，只是繼承自CThread而已，裡面的成員變量怎麼和main中申請的互斥鎖關聯，這就不用說了吧，你把它設置成public賦值也行，設置從private用函數set也行，一切看你啦。

有了互斥鎖和信號量，下面就可以起消息隊列了，有了消息隊列，一個最簡單的多線程模型也就完成了。

github位址：

https://github.com/wyh267/Cplusplus_Thread_Lib

以上就是C++ 多執行緒框架（2）：Mutex 互斥與Sem

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